我们在采用梁单元分析时,虽可利用梁单元工具出具弯矩、剪力和轴力云图,但作为工程界表达语言,更多时候需要采用内力图的表达形式,本文介绍下如何在Workbench中出具梁单元内力图。
本次模型如下所示,为一道非常典型的结构力学试题:
首先在SC中建立梁单元线几何模型,注意由于每个标注打断的地方均有一定的边界条件或荷载或耦合,建模时不能无脑画一条直线,而应按照题目条件分段画线,如下所示。
导入Mechanical,根据力学模型,设置合适的耦合与节点融合,如下所示:
除此之外,因为本模型是一个平面分析模型,可在几何里面选定分析类型为2d,如果采用默认的3d分析模型,需插入命令流,设置梁单元的第五个关键项值为1,改为平面分析,本文采用了插入命令流的方法,最终的力学模型如下所示:
求解完成后的变形云图如下所示:
弯矩云图如下所示:
剪力云图如下所示:
由云图可见,最大弯矩出现在右侧顶部位置,其值为47014 N.m,最大剪力出现位置相同,其值为 51793N,为做理论验证对比,采用结构力学求解器进行了对比,结构力学求解器的弯矩结果和剪力结果如下所示:
两者弯矩图和剪力图相同,弯矩最大值为47005 N.m,误差约为0.02%,剪力最大值为51751N, 误差约为0.08%。
在实际工程出图时,如果只是出一个内力图的云图,有的时候观察并不直观,需要像结构力学求解器这般出一个内力曲线图。
在WB中,可通过插入Path的方法来绘制内力图,鼠标右键点击Model,选择插入Path,如下所示。
注意在定义Path的时候,类型应该选择Edge,否则后续无法生成内力数据,Edge选择的时候可以选择自己感兴趣的杆件。
切换到后处理,鼠标右键点击Solution-Insert-Beam results-Shear-Moment Diagram,插入内力图。
在内力图定义界面,Path选择我们刚才定义好的路径,Type里面切换到具体方位的内力图,这里有两个方位,大家可理解为一个是平面内弯矩,一个平面外弯矩,也即MZ和MY,此处的内力图如下所示,可见与结构力学求解器图形基本相同。在右下角表格里面,我们还可以获取不同位置处弯矩的具体大小,第一列表示路径中距离路径原点的距离。
当然,上面的方式在一定程度只能绘制二维曲线图,也即不能将内力图和构件空间位置结合在一起,如果我们需要类似结构力学求解器这样的效果,只有通过插入命令流来解决,例如本次插入的命令流如下所示:
点击运行后,就会生成相应的云图,点击查看即可,如下所示:
需要本文模型(需用2024及以上版本打开)和结构力学求解器的同学支付积分后即可下载,同时结构力学求解器里面附带了本文模型的代码,如下所示。
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